KR101476155B1

KR101476155B1 - 회전자 발동기 및 그 회전자 유닛

Info

Publication number: KR101476155B1
Application number: KR1020137018674A
Authority: KR
Inventors: 강 리
Original assignee: 강 리
Priority date: 2010-12-16
Filing date: 2011-12-01
Publication date: 2014-12-24
Also published as: WO2012079468A1; JP2014503733A; US20140299094A1; EP2653694A1; US9920687B2; RU2013127422A; RU2577912C2; EP2653694A4; EP2653694B1; CN102383921B; KR20130111608A; CN102383921A; JP5619299B2

Abstract

본 발명에서는 회전자 발동기 및 그 회전자 유닛이 개시된다. 당해 회전자 발동기는 본체(100)에 설치된 공기압축 회전자 유닛(200)과, 당해 공기압축 회전자 유닛(200)과 연동되는 작동 회전자 유닛(300)을 포함하고, 각 회전자 유닛은 모두 외부 회전자 및 당해 외부 회전자 내에 편심 설치된 내부 회전자를 포함하며, 외부 회전자의 내주면에는 다수의 돌출된 아크면으로 구성된 내부 투스를 형성시키고, 내부 회전자의 외주면에는 다수의 오목한 아크면으로 구성된 외부 투스를 형성시킴으로써 내부 투스와 외부 투스의 치합, 분리 과정을 통하여 공기압축 회전자 유닛(200)의 흡기, 압축 행정 및 작동 회전자 유닛(300)의 작동, 배기 행정을 실현한다. 당해 회전자 발동기는 구조가 치밀하고, 출력토크가 안정적이며, 리터당 출력이 높아 차량, 동력기계 등 분야에 광범하게 응용될 수 있다.

Description

회전자 발동기 및 그 회전자 유닛{ROTARY ENGINE AND ROTOR UNIT THEREOF}

본 발명은 동력 엔진 차량, 동력기계 분야에 광범하게 사용되는 발동기에 관한 것이며, 특히 회전자의 회전운동을 통하여 동력을 발생하는 회전식 발동기 및 그 회전자 유닛에 관한 것이다.

전통적인 발동기에서 동작 피스톤은 실린더 내에서 왕복 직선운동하며, 크랭크-커넥팅 로드 기구를 통해 피스톤의 직선운동을 회전운동으로 전환한다. 이런 전통적인 발동기 중에서 4행정 발동기는 그 밸브기구가 복잡하고, 출력중량비가 작으며, 리터당 출력이 낮고, 2행정 발동기는 상대적으로 구조가 간단하고 리터당 출력이 높지만 기름소모량이 지나치게 많고 환경을 오염하며 구조 자체에 존재하는 문제로 인하여 훌륭한 윤활성을 구비하기 매우 어려워 사용범위가 좁다.

이에 회전 피스톤 기구의 발동기를 사용하는 안을 제출한 예들도 있었는 바, 중국특허 CN101403335A에서 공개한 2회전 피스톤 발동기를 들 수 있다. 그러나 당해 발동기는 출력중량비가 낮고, 밸브기구가 왕복운동하며, 편심 회전에 의해 진동이 발생하기 쉬운 등 결점이 존재한다.

회전자식 발동기(로터리 엔진)는 전통적인 왕복식 발동기와 달리, 가연성 기체의 연소 팽창력을 직접 구동토크로 전환하기 때문에 불필요한 직선운동을 생략하였다. 예를 들면 종래의 삼각 회전자 발동기는, 주축이 한바퀴 회전하면 한번 작동하므로 일반적인 4행정 발동기의 주축이 두바퀴 회전해야만 한번 작동하는데 비해 리터당 출력이 높은 장점이 있다. 또한, 회전자 발동기의 운전특성에 의하면, 정밀한 크랭크 샤프트 평형이 필요없이 높은 운전속도에 도달할 수 있다. 그리고, 회전자 발동기는 발동기 전체에 단지 두개의 회전부재만 구비하고 있어 일반적인 4행정 발동기가 흡기/배기밸브 등 20여개의 가동 부재를 구비하는데 비해 구조가 훨씬 간단해져 고장 가능성도 따라서 크게 감소된다. 이상의 장점을 제외하고도 회전자 발동기는 체적이 작고, 무게가 가벼우며, 무게중심이 낮고, 출력이 큰 등 장점을 더 포함한다.

그러나, 종래의 회전자식 발동기에는 여전히 하기 단점이 존재한다.

먼저, 회전자 발동기는 피스톤 왕복운동 중의 충격을 제거하기는 하였으나 회전자가 편심 구조를 가지므로 그 운행과정에 별도의 편심 진동을 발생하며, 이런 진동을 제거하기 위해서는 회전자 진동과 반대방향으로 진동하는 밸런스 웨이트를 추가하여 이런 편심진동을 완화해야 한다. 또한, 작동과정에 실린더바디의 한 국부영역에만 큰 충격이 인가되므로 발동기 본체의 국부 마모가 심하여 발동기의 마모가 균일하지 못하여 사용수명을 크게 감소시킨다.

그리고, 회전자 발동기는 회전자가 주축과 직접 접촉되어 주축을 회전구동하고, 회전자 자체는 실린더 내에서 편심 회전하는 바 즉 주축의 외측 가장자리에 설치되어 편심운동하는 큰 기어에 해당되며, 주축의 저널은 상대적으로 작으므로 큰 기어가 작은 기어를 구동하는 구동방식을 이루게 되어 토크가 크게 감소되는데, 이 역시 회전자식 발동기가 아직 광범하게 보급되지 못한 주요원인이기도 하다.

또한, 회전자 발동기의 기름소모량도 비교적 크다. 이는 주요하게 발동기 연소실의 형상이 완전 연소에 불리하며 불꽃의 전파경로가 비교적 길기 때문에 초래된 것으로서, 이에 따라 연료기름과 오일의 소모량을 상응하게 증가시킨다. 또한, 회전자 발동기 구조 자체의 원인으로 압축비가 낮아 압축착화방식을 사용하지 못하고 불꽃점화방식을 사용할 수 밖에 없기에 디젤유를 사용하지 못한다.

한편, 삼각 회전자 발동기의 인접한 캐비티 사이는 반경방향의 베인에 의해 밀폐되므로, 운전과정에 반경방향의 베인과 실린더바디는 매우 큰 선속도로 트로코이드 운동을 하게 되어 반경방향 베인의 빠른 마모를 일으키기 쉽고 실린더바디에 진동파문을 초래하게 되며, 발동기를 일정한 시간 사용한 후에는 밀폐 불량 및 가스 노출 등 문제가 발생하게 되며, 나아가 기름소모량을 대폭 증가하고 오염을 심화시키며 마찬가지로 사용수명에 영향을 미치게 된다.

따라서, 비록 종래의 회전자식 발동기가 전통적인 직선 왕복 운동식 발동기에 비해 많은 장점들을 가지고 있지만, 회전자식 발동기에 상기 단점이 존재하므로 그 보편적인 사용을 제한하고 있다.

본 발명은 종래의 회전자식 발동기에 존재하는 단점들을 해소하기 위한 것으로서 그 목적은 작동과정에 회전자에 인가되는 구동토크를 보다 효율적으로 이용하고, 보다 높은 리터당 출력과 보다 안정한 출력토크를 구비한 회전자 발동기를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 외부가스를 흡입하고 압축하며 압축된 가스를 토출할 수 있는 공기압축 회전자 유닛을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 압축가스가 적절한 조건하에 연료와의 반응을 통하여 작동 및 배기 행정을 실현하는 작동 회전자 유닛을 제공하는 것이다.

상기 목적에 도달하기 위해 제공되는 본 발명의 회전자 발동기는, 본체에 설치된 공기압축 회전자 유닛 및 당해 공기압축 회전자 유닛과 연동하는 작동 회전자 유닛을 포함한다. 상기 공기압축 회전자 유닛은 외부 회전자 및 당해 외부 회전자 내에 편심되게 설치된 내부 회전자를 포함하고, 외부가스를 흡입하는 가스흡입구와 압축가스를 인출하는 가스유도구가 설치되며, 상기 외부 회전자의 내주면에는 다수의 돌출된 아크면으로 구성된 내부 투스(internal tooth)를 형성시키고, 상기 내부 회전자의 외주면에는 다수의 오목한 아크면으로 구성된 외부 투스를 형성시켜 상기 외부 투스의 인접한 두 투스 선단 각각이 상기 내부 투스의 표면과 접촉되도록 하여 다수의 상대적으로 독립된 캐비티를 형성함으로써 상기 내부 투스와 외부 투스의 치합, 분리 과정을 통하여 상기 각 캐비티의 용적을 변화시켜 상기 공기압축 회전자 유닛의 흡기, 압축 행정을 실현한다. 상기 작동 회전자 유닛은 외부 회전자 및 당해 외부 회전자 내에 편심되게 설치된 내부 회전자를 포함하고, 상기 공기압축 회전자 유닛으로부터 인출된 압축가스를 도입하는 가스공급구, 연료를 공급하는 연료공급장치 및 연소가스를 토출하는 배기구가 설치되며, 상기 외부 회전자의 내주면에는 다수의 돌출된 아크면으로 구성된 내부 투스를 형성시키고, 내부 회전자의 외주면에는 다수의 오목한 아크면으로 구성된 외부 투스를 형성시켜 상기 외부 투스의 인접한 두 투스 선단 각각이 상기 내부 투스의 표면과 접촉되도록 하여 다수의 상대적으로 독립된 캐비티를 형성함으로써 상기 내부 투스와 외부 투스의 치합, 분리 과정을 통하여 상기 각 캐비티의 용적을 변화시켜 상기 작동 회전자 유닛의 작동, 배기 행정을 실현한다. 이로부터 알다시피, 본 발명에 따라 제공한 회전자 발동기에서 흡기 및 프리 압축 행정은 공기압축 회전자 유닛에 의해 실현되고, 강압축, 작동, 배기 행정은 작동 회전자 유닛에 의해 완성된다. 또한, 각 회전자 유닛의 캐비티 각각은 내부 회전자 및 외부 회전자의 회전 과정에 따라 제각기 상응한 행정을 완성한다. 즉, 각 회전자 유닛의 내부 회전자가 한바퀴 회전하면 각각의 캐비티 수량에 해당되는 다수의 행정을 완성할 수 있다. 그리고, 각 회전자 유닛의 외부 회전자 및 내부 회전자는 자체의 회전축에 대하여 위치를 고정하므로 각 회전자 유닛의 내부 회전자 및 외부 회전자는 운행이 안정적이여 본 발명에 따른 회전자 발동기의 출력토크를 안정시키고 진동을 크게 감소시킨다.

본 발명에서 제공하는 회전자 발동기에 따르면, 공기압축 회전자 유닛에서 제공하는 압축가스가 작동 회전자 유닛에서 수요되는 압축가스에 적합하도록 상기 공기압축 회전자 유닛과 작동 회전자 유닛은 가스분배 각도차에 따라 연동되어야 한다. 구체적으로, 상기 공기압축 회전자 유닛 및 작동 회전자 유닛의 외부 회전자와 내부 회전자를 기어 동력전달 기구를 통해 가스분배 각도차에 따라 상기 본체에 설치된 동력 출력축과 각각 연결시키거나, 상기 공기압축 회전자 유닛의 내부 회전자와 상기 작동 회전자 유닛의 내부 회전자를 가스분배 각도차에 따라 강성 연결시킬 수 있다.

본 발명에서 제공하는 회전자 발동기에 따르면, 상기 내부 회전자 외부 투스의 투스 선단과 상기 외부 회전자 내부 투스 표면 사이의 밀폐성을 강화하여 각 캐비티의 독립적 동작효율을 제고하기 위하여 각 내부 회전자의 인접한 두 오목한 아크면 사이에 형성된 돌출부위마다 베인이 설치되어 있다. 상기 베인은 내부 회전자의 회전과정에서 외부 회전자의 내부 투스 표면과 직접 접촉되므로 내부 회전자의 반경방향을 따라 설치할 수 있을 뿐만아니라 탄성부재를 통하여 탄성적으로 설치할 수도 있다.

본 발명에서 제공하는 회전자 발동기에 있어서, 상기 공기압축 회전자 유닛의 가스흡입구와 가스유도구는 각각 당해 공기압축 회전자 유닛의 내부 회전자의 중공축 상에 설치되고, 상기 가스흡입구와 가스유도구는 각각 당해 중공축 내에 설치된 외부가스가 유입되는 흡기통로와 압축가스가 인출되는 가스유도통로에 연결되며, 상기 공기압축 회전자 유닛의 내부 회전자의 각 오목한 아크면마다 개구가 형성되어 있어 상기 공기압축 회전자 유닛의 내부 회전자가 당해 중공축을 중심으로 회전할 때 당해 개구는 상기 가스흡입구 및 가스유도구와 각각 연통된다. 또한, 상기 가스흡입구는 외부가스를 압력차에 의해 당해 가스흡입구를 통해 상기 캐비티 내로 유도하기 위하여 상기 캐비티의 용적이 작은 곳으로부터 커져가는 위치에 설치되고, 상기 가스유도구는 상기 캐비티 중의 가스가 압축된 후 당해 가스유도구를 통해 인출되도록 상기 캐비티의 용적이 큰 곳으로부터 작아지는 위치에 설치된다.

본 발명에서 제공하는 회전자 발동기에 있어서, 상기 작동 회전자 유닛의 가스공급구와 배기구는 각각 당해 작동 회전자 유닛의 내부 회전자의 중공축 상에 설치되고, 상기 가스공급구와 배기구는 각각 당해 중공축 내에 설치된 압축가스가 유입되는 가스공급통로와 연소가스가 토출되는 배기통로에 연결되며, 상기 작동 회전자 유닛의 내부 회전자의 각 오목한 아크면마다 개구가 형성되어 있어 상기 작동 회전자 유닛의 내부 회전자가 당해 중공축을 중심으로 회전할 때 당해 개구는 상기 가스공급구 및 배기구와 각각 연통된다. 또한, 상기 가스공급구는 가스공급통로를 경과한 압축가스를 상기 캐비티 내로 유도한 후 더욱 압축하기 위하여 상기 캐비티의 용적이 최소치에 접근하는 위치에 설치되고, 상기 배기구는 상기 캐비티 내의 연소가스가 당해 배기구를 통해 토출되도록 상기 캐비티의 용적이 큰 곳으로부터 작아지는 위치에 설치된다. 상기 캐비티 중의 압축가스가 압축되어 최대압력에 접근할 때 연료와의 반응에 의한 연소가스가 상기 캐비티의 용적이 점차 확장되는 방향으로 팽창하도록 상기 연료공급장치는 중공축 상에서 상기 가스공급구에 접근한 위치에 설치된다. 상기 연료공급장치는 연료노즐을 포함하며, 압축착화와 불꽃점화가 모두 가능하도록 점화플러그를 더 포함할 수 있다. 한편, 중공축에서 상기 배기구와 인접된 위치에 소기구가 설치되되, 당해 소기구는 상기 중공축 내에 별도로 구비된 소기통로와 연결되어 있어 상기 내부 회전자 상에 설치된 개구가 당해 소기구와 연통될 때 완전히 토출되지 않은 연소가스를 당해 소기통로를 통해 토출한다. 또한, 상기 소기구에는 상기 작동 회전자 유닛의 운행속도에 따라 당해 소기구의 가스토출량을 실시간으로 조절하는 소기시간 조절패널이 설치되어 있다.

본 발명의 타측면에 따르면 본체에 설치되는 공기압축 회전자 유닛이 제공되는데, 당해 공기압축 회전자 유닛은 외부 회전자 및 당해 외부 회전자 내에 편심되게 설치된 내부 회전자를 포함하고, 외부가스를 흡입하는 가스흡입구와 압축가스를 인출하는 가스유도구가 설치되며, 상기 외부 회전자의 내주면에는 다수의 돌출된 아크면으로 구성된 내부 투스를 형성시키고, 상기 내부 회전자의 외주면에는 다수의 오목한 아크면으로 구성된 외부 투스를 형성시켜 상기 외부 투스의 인접한 두 투스 선단 각각이 내부 투스의 표면과 접촉되도록 하여 다수의 상대적으로 독립된 캐비티를 형성함으로써 상기 내부 투스와 외부 투스의 치합, 분리 과정을 통하여 상기 각 캐비티의 용적을 변화시켜 상기 공기압축 회전자 유닛의 흡기, 압축 및 배기 과정을 실현한다.

본 발명의 타측면에 따르면 본체에 설치되는 작동 회전자 유닛이 제공되는데, 당해 작동 회전자 유닛은 외부 회전자 및 당해 외부 회전자 내에 편심되게 설치된 내부 회전자를 포함하고, 압축가스를 도입하는 가스공급구, 연료를 공급하는 연료공급장치 및 연소가스를 토출하는 배기구가 설치되며, 상기 외부 회전자의 내주면에는 다수의 돌출된 아크면으로 구성된 내부 투스를 형성시키고, 상기 내부 회전자의 외주면에는 다수의 오목한 아크면으로 구성된 외부 투스를 형성시켜 상기 외부 투스의 인접한 두 투스 선단 각각이 상기 내부 투스의 표면과 접촉되도록 하여 다수의 상대적으로 독립된 캐비티를 형성함으로써 상기 내부 투스와 외부 투스의 치합, 분리 과정을 통하여 상기 각 캐비티의 용적을 변화시켜 상기 작동 회전자 유닛의 작동 및 배기를 실현한다.

본 발명의 타측면에 따르면 회전자 발동기가 제공되는데, 당해 회전자 발동기는 발동기 본체에 설치된 적어도 하나의 작동 회전자 유닛과, 당해 작동 회전자 유닛에 적합하도록 배치되어 압축가스를 공급하는 가스공급유닛을 포함하고; 상기 작동 회전자 유닛은 외부 회전자와 당해 외부 회전자 내에 편심되게 설치된 내부 회전자를 포함하고, 압축가스를 도입하는 가스공급구, 연료를 공급하는 연료공급장치 및 연소가스를 토출하는 배기구가 설치되며; 상기 외부 회전자의 내주면에는 다수의 돌출된 아크면으로 구성된 내부 투스를 형성시키고, 상기 내부 회전자의 외주면에는 다수의 오목한 아크면으로 구성된 외부 투스를 형성시켜 상기 외부 투스의 인접한 두 투스 선단 각각이 상기 내부 투스의 표면과 접촉되도록 하여 다수의 상대적으로 독립된 캐비티를 형성함으로써 상기 내부 투스와 외부 투스의 치합, 분리 과정을 통하여 상기 각 캐비티의 용적을 변화시켜 상기 작동 회전자 유닛의 작동 및 배기 행정을 실현한다.

이하 첨부도면들을 참조하여 실시예를 설명하는데, 이는 본 발명의 이러한 측면 및/또는 기타 측면 및 그 작용들이 보다 명확하고 이해하기 쉽도록 하기 위함이다. 도면에서,
도1은 회전자 유닛의 동작원리를 나타내는 개략도이다.
도2는 회전자 발동기의 동작원리를 나타내는 개략도이다.
도3은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 회전자 발동기의 전체적인 구조를 나타내는 개략적인 단면도이다.
도4는 도3의 C-C선을 따라 절개한 개략적인 단면도이다.
도5는 도3의 G-G선을 따라 절개한 개략적인 단면도이다.
도6은 도3의 A-A선을 따라 절개한 개략적인 단면도이다.
도7은 소기시간 조절패널 및 이와 배합조립된 소기시간 조절축의 개략적인 단면도이다.
도8a 내지 도8g는 회전자 발동기의 공기압축 회전자 유닛과, 대응되는 작동 회전자 유닛의 작동과정을 나타내는 개략도이다.

이하, 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명하기로 하는데, 그 예시는 첨부도면에 표시되어 있다. 본 발명의 총체적인 구상을 해석하기 위하여 아래에 첨부도면을 참조하여 실시예를 설명한다.

도1은 본 발명 실시예에 따른 회전자 유닛의 동작원리를 나타낸다.

도1을 참조하면, 본 발명의 예시적인 실시예의 공기압축 회전자 유닛과 작동 회전자 유닛의 형상은 대체적으로 같고, 동작원리도 대체적으로 같다. 공기압축 회전자 유닛과 작동 회전자 유닛은 모두 외부 회전자(1)와 내부 회전자(2)로 구성되고, 내부 회전자(2)는 당해 외부 회전자(1)의 내부에 편심되게 설치되며, 외부 회전자(1)의 내주면에는 다수의 돌출된 아크면(3)으로 구성된 내부 투스(4)를 형성시키고 내부 회전자(2)의 외주면에는 다수의 오목한 아크면(5)으로 구성된 외부 투스(6)를 형성시켜 상기 외부 투스(6)의 인접한 두 투스 선단 각각이 상기 내부 투스(4)의 아크 형상의 표면과 접촉되도록 하여 다수의 상대적으로 독립된 캐비티(G)를 형성함으로써 상기 내부 투스(4)와 외부 투스(6)의 치합, 분리 과정을 통하여 상기 각 캐비티(G)의 용적을 변화시켜 상기 공기압축 회전자 유닛의 흡기, 압축 및 배기를 실현하고, 상기 작동 회전자 유닛은 상기 공기압축 회전자 유닛으로부터 유입된 압축가스를 더욱 압축하여 작동(일을 함) 및 배기를 수행한다.

구체적으로 설명하면 내부 회전자(2)가 회전할 때 외부 회전자(1)도 이끌려 회전하며, 내부 회전자(2)와 외부 회전자(1)의 치형은 그들이 임의의 각도만큼 회전하더라도 내부 회전자(2)의 각각의 투스마다 외부 회전자(1)의 치형 윤곽선 위에서 항상 선접촉되도록 형성되는 바, 이에 따라 내부 회전자(2)와 외부 회전자(1) 사이에 다수의 캐비티(G)가 형성된다. 캐비티 각각의 용적은 내부 회전자와 외부 회전자의 회전운동에 따라 주기적으로 변화함으로써 각 회전자 유닛의 상응한 동작과정을 수행한다.

도1에 도시된 예시적인 회전자 유닛에서 흡기와 배기는 내부 회전자에 중공 축(도1에 도시되지 않았음)을 설치함을 통하여 실현할 수 있다. 외부 회전자(1)는 5개의 돌출된 아크면(3)으로 구성된 5개의 내부 투스(4)를 구비하고, 내부 회전자(2)는 4개의 오목한 아크면(5)으로 구성된 4개의 외부 투스(6)를 구비하며, 외부 회전자와 내부 회전자의 상호 운동 과정에 내부 회전자의 외부 투스(6)는 항상 외부 회전자의 내벽(즉 돌출된 아크면)과 접촉되어 회전자 유닛을 4개의 서로 간섭하지 않는 캐비티(G)로 구획한다. 다른 실시예에서 외부 회전자는 더욱 많은 내부 투스를 구비할 수 있고, 내부 회전자도 더욱 많은 외부 투스를 구비할 수 있다. 또 다른 실시예에서 외부 회전자는 보다 적은 내부 투스를 구비할 수 있고, 내부 회전자도 보다 적은 외부 투스를 구비할 수 있다.

도2는 본 발명 실시예에 따른 회전자 발동기의 동작원리를 나타낸다.

도2를 참조하면, 본 발명의 회전자 발동기는 직렬 배치된 다수의 회전자 유닛을 포함한다. 구체적으로 설명하면 회전자 발동기의 본체(100)에는 하나의 공기압축 회전자 유닛(200)과 하나의 작동 회전자 유닛(300)이 포함된다. 상기 공기압축 회전자 유닛과 작동 회전자 유닛은 도1에 도시된 회전자 유닛의 구조 및 동작원리를 따른다. 본 발명 실시예의 회전자 발동기에서, 흡입된 가스는 먼저 공기압축 회전자 유닛(200)에 유입되어 1차적으로 압축되고, 1차적으로 압축된 가스는 다시 공기압축 회전자 유닛의 가스유도구(450)를 통과하여 작동 회전자 유닛의 가스공급구(480)를 거쳐 작동 회전자 유닛(300)에 진입하며, 공기압축 회전자 유닛에서 1차적으로 압축된 가스는 더욱 압축되어 최소 용적에 접근할 무렵에 점화플러그에 의한 점화 또는 압축 착화를 통하여 팽창하여 동력을 발생하고, 발생된 동력은 동기화 기어(520)를 통하여 공기압축 회전자 유닛(200) 및 작동 회전자 유닛(300)과 연동되는 동력출력장치(500)에 의해 외부로 전달된다.

다른 실시예에서 회전자 발동기는 병렬방식으로 구성된 다수의 회전자 유닛 그룹을 포함할 수 있으며, 회전자 유닛 그룹 각각은 상기 공기압축 회전자 유닛과 작동 회전자 유닛으로 구성된다. 또는, 다른 실시예에서 회전자 발동기는 하나의 공기압축 회전자 유닛과 다수의 작동 회전자 유닛을 포함할 수 있으며, 공기압축 회전자 유닛은 1차적으로로 압축된 가스를 병렬된 다수의 작동 회전자 유닛에 수송하여 더욱 큰 동력출력을 실현할 수 있다. 또는, 또 다른 실시예에서 회전자 발동기는 하나 또는 다수의 작동 회전자 유닛만 포함할 수 있으며, 공기 압축기 또는 압축 가스를 제공할 수 있는 적합한 장치에서 작동 회전자 유닛으로 1차적으로 압축된 가스를 제공할 수 있다. 보다시피, 본 발명의 회전자 발동기에 다수의 작동 회전자 유닛이 구비되는 경우에 당해 회전자 발동기는 다수의 캐비티를 구비하며, 상기 캐비티 중에서 상호 간섭하지 않으면서 흡기, 압축, 작동 및 배기 과정을 진행한다. 따라서, 출력중량비, 리터 당 출력 및 출력토크를 제고할 수 있다.

이하, 도3 내지 도8g를 참조하여 본 발명의 예시적인 일실시예를 상세히 설명한다.

도3 내지 도6에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 회전자 발동기는, 공기압축 회전자 유닛(200), 작동 회전자 유닛(300), 각각 공기압축 회전자 유닛(200)과 작동 회전자 유닛(300) 내에 설치되어 가스를 수송하는 가스공급장치(400) 및 동력출력장치(500)를 둘러싸고, 회전자 발동기의 외관을 형성하며, 공기압축 본체 커버(110), 작동 본체 커버(120), 및 공기압축 본체 커버(110)와 작동 본체 커버(120) 상에 연결되는 몸체부를 포함하는 본체(100)와; 외부로부터 가스를 흡입하여 가스를 1차적으로 압축하는 공기압축 회전자 유닛(200)과; 공기압축 회전자 유닛(200)으로부터 1차적으로 압축된 가스를 흡입하여 당해 가스를 더욱 압축하고 작동시키는 작동 회전자 유닛(300)과; 가스를 외부로부터 공기압축 회전자 유닛(200) 내로 유도하고, 공기압축 회전자 유닛(200)에서 1차적으로 압축된 가스를 작동 회전자 유닛(300) 내로 유도하며, 나중에 작동 회전자 유닛(300) 내의 폐가스를 회전자 발동기 밖으로 토출하는 가스공급장치(400)와; 회전자 발동기에서 발생한 동력을 출력하며, 동력 출력 축(510)과 동기화 기어(520, 530, 540)를 포함하는 동력출력장치(500)를 포함한다.

도3과 도4에서 도시한 바와 같이, 공기압축 회전자 유닛(200)은, 공기압축 외부 회전자(220)에 강성 연결되고, 공기압축 외부 회전자(220)의 회전에 따라 회전하며, 그 외부의 작동 회전자 유닛에 근접한 일측에는 기어 링(290)이 설치되어 있어 동기화 기어(520)와의 치합을 통하여 두 회전자 유닛이 동일한 속도로 어느 한 각도 차를 가지고 함께 회전하도록 하는 공기압축 외부 회전자 커버(210)와; 외부가 원통형을 이루고, 단면에서 볼 때 내부에 5각형과 유사한 캐비티를 구비하며, 각 변들은 내측으로 돌출된 아크형을 이루되 바람직하게는 각 돌출된 아크면과 공기압축 외부 회전자(220)의 외벽 사이에 방추체 형상의 캐비티가 형성되고, 당해 방추체 형상의 캐비티 중에는 냉각 윤활액이 장입되어있는 즉 냉각 윤활액 통로(R1)가 형성되는 공기압축 외부 회전자(220)와; 공기압축 내부 회전자(240)에 강성 연결되고, 스플라인(280)을 통해 작동 내부 회전자 커버(330)와 강성 연결되는 공기압축 내부 회전자 커버(230)와; 공기압축 외부 회전자(220)와 상이한 축선을 가지고, 즉 공기압축 외부 회전자(220)와 비동축이며, 전체적인 형상은 각 측면이 모두 내부로 오목하게 들어간 4각체를 이루되, 상기 4각체의 각 변의 곡률은 공기압축 외부 회전자의 각 내측으로 돌출된 아크형 변의 곡률보다 작은 공기압축 내부 회전자(240)를 포함한다.

당해 공기압축 내부 회전자(240)의 4개의 모서리에는 요홈(260)이 설치되어 있고, 요홈(260) 내에는 반경 방향의 베인(270)이 설치되어 공기압축 내부 회전자(240)와 공기압축 외부 회전자(220) 사이의 캐비티(G)를 밀폐하고, 반경 방향의 베인은 공기압축 내부 회전자(240)의 회전시 반경방향에서 신축할 수 있도록 탄성부재(예를 들면 스프링)에 의해 지지될 수 있다. 당해 실시예에서 공기압축 내부 회전자(240)와 공기압축 외부 회전자(220) 사이에는 4개의 공기압축 회전자 유닛 캐비티가 형성되어 있는데, 상기 캐비티의 용적은 가스를 흡입하거나 압축하기 위하여 공기압축 내부 회전자(240)와 공기압축 외부 회전자(220)의 회전에 따라 변화한다. 다른 실시예에서 본 발명의 공기압축 외부 회전자(220)와 공기압축 내부 회전자(240)의 형상은 이에 한정되지 않는 바 그 단면은 여러가지 다각형을 이룰 수 있고, 공기압축 외부 회전자(220)와 공기압축 내부 회전자(240) 사이에는 더욱 많은 캐비티가 형성될 수 있다. 바람직하게는 당해 실시예에서 공기압축 내부 회전자(240) 상의 요홈보다 중심에 더 가까운 위치에 4개 또는 더욱 많은 내부 회전자 냉각 윤활액 통로(R2)를 설치할 수 있다.

당해 공기압축 회전자 유닛(200)은 개구(250, 당해 실시예에서는 내부 회전자 흡기통로라고도 부름)를 더 포함한다. 당해 실시예에서 내부 회전자 흡기통로(250)는 각각 공기압축 내부 회전자(240)의 4개의 오목하게 들어간 아크면의 중간에 설치되어 있는데, 더욱 많은 캐비티가 형성된 경우에는 각 캐비티마다 상응한 내부 회전자 흡기통로를 구비하고, 내부 회전자 흡기통로가 가스흡입구(440, 당해 실시예에서는 흡입 가스 배관 흡기통로라고도 부름)과 연통된 경우에는 중공 축(420, 당해 실시예에서는 흡입 가스 배관이라고도 부름) 중의 가스를 캐비티(G) 내로 유도할 수 있으며, 내부 회전자 흡기통로가 가스유도구(450, 당해 실시예에서는 압축가스 배기공이라고도 부름)와 겹쳐질 경우에는 1차적으로 압축된 가스를 압축가스 배기공(450) 내로 유도하여 작동 회전자 유닛 중으로 유도한다.

그리고, 공기압축 회전자 유닛(200)은 독립적인 회전자 유닛으로 사용할 수 있으며 구체적으로는 공기압축 회전자 유닛(200)을 가스 압축용 펌프로 단독 사용할 수 있다.

도3 및 도5에 도시된 바와 같이, 작동 회전자 유닛(300)은, 작동 외부 회전자(320)에 강성 연결되고, 작동 외부 회전자(320)의 회전에 따라 회전하며, 그 외부의 공기압축 외부 회전자 커버(210)에 근접한 일측에는 기어 링(290)이 설치되어 있어 동기화 기어(520)와의 치합을 통하여 두 회전자 유닛이 동일한 속도로 회전하도록 하는 작동 외부 회전자 커버(310)와; 형상은 공기압축 외부 회전자(220)와 유사하며 외부에서 볼 때 원통형상을 이루고, 단면에서 볼 때 내부에 5각형과 유사한 캐비티를 구비하며, 변들마다 내측으로 돌출된 아크형을 이루되 바람직하게는 각 돌출된 아크면마다 작동 외부 회전자(320)의 외벽과의 사이에 방추체 형상의 캐비티가 형성되고, 당해 방추체 형상의 캐비티 중에는 냉각 윤활액이 장입되어있는 즉 냉각 윤활액 통로(R1)가 형성되는 작동 외부 회전자(320)와; 작동 내부 회전자(340)에 강성 연결되는 작동 내부 회전자 커버(330)와; 작동 외부 회전자(320)와 상이한 축선을 가지고, 즉 작동 외부 회전자(320)와 비동축이며, 전체적인 형상은 공기압축 내부 회전자(240)의 전체적인 형상과 대체적으로 동일한 바 각 측면마다 내측으로 오목하게 들어간 4각체를 이루며, 상기 4각체의 각 변의 곡률은 작동 외부 회전자의 각 내측으로 돌출된 아크형 변의 곡률보다 작은 작동 내부 회전자(340)를 포함한다.

본 실시예에서 당해 작동 내부 회전자(340)의 4개의 모서리에는 요홈이 설치되어 있고, 당해 요홈 내에는 반경 방향의 베인(270)이 설치되어 작동 내부 회전자(340)와 작동 외부 회전자(320) 사이의 캐비티(G)를 밀폐하고, 반경 방향의 베인은 작동 내부 회전자(340)의 회전시 반경방향에서 신축할 수 있도록 탄성부재(예를 들면 스프링)에 의해 지지될 수 있다. 당해 실시예에서 작동 외부 회전자(320)와 작동 내부 회전자(340) 사이에는 4개의 작동 캐비티가 형성되어 있는데, 상기 캐비티의 용적은 가스를 압축하거나 압축가스를 점화하여 작동시키기 위하여 작동 내부 회전자(340)와 작동 외부 회전자(320)의 회전에 따라 변화한다. 다른 실시예에서 본 발명의 작동 외부 회전자(320)와 작동 내부 회전자(340)의 형상은 이에 한정되지 않는 바 그 단면은 여러가지 다각형을 이룰 수 있고, 작동 외부 회전자(320)와 작동 내부 회전자(340) 사이에는 더욱 많은 캐비티가 형성될 수 있다. 바람직하게는 당해 실시예에서 작동 외부 회전자(320) 상의 요홈보다 중심에 더 가까운 위치에 4개 또는 더욱 많은 내부 회전자 냉각 윤활액 통로(R2)를 설치할 수 있다.

당해 작동 회전자 유닛(300)은, 각각 작동 내부 회전자(340)의 4개의 오목하게 들어간 아크면의 중간에 설치되는 개구(360, 당해 실시예에서는 회전자 흡기/배기공이라고도 부름)를 더 포함하고, 더욱 많은 캐비티가 형성된 경우에는 각 캐비티(G)마다 상응한 회전자 흡기/배기공(360)을 구비하며, 회전자 흡기/배기공(360)이 가스공급구(480, 당해 실시예에서는 압축가스 흡입공이라고도 부름)와 연통된 경우에는 공기압축 회전자 유닛에서 1차적으로 압축된 가스를 작동 회전자 유닛의 캐비티(G) 내로 유도하며, 회전자 흡기/배기공(360)이 배기구(당해 실시예에서는 메인 배기공(461)이라고도 부르는데 소기공(462)과 인접되어 있음)와 연통된 경우에는 연소 후의 폐가스를 중공 축(460, 당해 실시예에서는 작동 가스배관이라고도 부름) 중의 상응한 배기통로 내로 토출하고, 작동 내부 회전자의 아크면과 작동 외부 회전자의 아크면이 밀착된 경우(즉, 캐비티 중의 가스가 최소 용적으로 압축된 경우)에는 당해 회전자 흡기/배기공(360)이 곧 연소실로 된다. 당해 작동 회전자 유닛(300)은, 축방향을 따라 작동 가스배관(460)에 삽입되고, 단면에서 볼 때 측면에는 작동 가스배관(460)의 강도를 제고하기 위한 두개의 도브테일 홈 구조가 형성되어 있으며, 점화플러그(371)가 탈착 및 교체가 편리하도록 장착될 수 있는 점화플러그 장착모듈(370)과; 축방향을 따라 작동 가스배관(460)에 삽입되는 소기시간 조절패널(380, 당해 실시예에 있어서, 도7에 도시된 바와 같이 소기시간 조절패널(380)의 본체는 “L”형과 유사하고, “L”형의 짧은 변의 단부로부터 “L”형의 긴 변의 반대방향으로 A부분이 연장되며, 연장된 부분으로부터 다시 “L”형의 짧은 변의 반대방향으로 아크형의 B부분이 연장되고, 상기 아크형의 B부분 내측에는 랙 기어가 형성되는 바 즉 상기 아크형의 B부분에서 소기시간 조절패널(380)을 향한 일측에 랙 기어가 설치되며, 소기시간 조절패널(380)과 작동 가스배관(460)이 긴밀히 배합할 수 있도록 상기 아크형 B부분의 곡률은 작동 가스배관(460)의 곡률과 동일하게 설정되고, 당해 소기시간 조절패널(380)은 작동 가스배관(460)의 축심을 중심으로 회전하여 소기공(462)의 크기를 조절하도록 설치되어 있어 혼합가스가 캐비티(G)에 들어갈 때 소기 단락으로 인한 손실을 최대한 감소할 수 있음)와; 축방향으로 작동 가스배관(460) 내에 삽입되고, 외주면에 기어이가 형성되어 있으며, 소기시간 조절패널(380) 상의 랙 기어와 배합하여 소기시간 조절패널(380)이 원 운동하도록 함으로써 소기공(462)의 크기를 조절하고, 구동모터를 통해 회전할 수있는 소기시간 조절축(390)과(다른 실시예에서는 소기시간 조절축(390)을 생략하고 액체압력을 통해 소기시간 조절패널(380)을 구동할 수 있음); 작동 가스배관(460) 내에 설치되고, 인접한 캐비티의 작동 및 배기가 서로 간섭하지 않도록 작동 가스배관(460)을 도5에서 도시한 바와 같이 폐가스를 토출하는 배기구(461)와 소기구(즉, 소기공(462))로 구획하며, 경우에 따라서는 작동 가스배관(460)과 일체로 형성될 수도 있는 배기 격판(350)을 더 포함한다.

그리고, 작동 회전자 유닛(300)은 독립적인 회전자 유닛으로도 사용할 수 있으며 구체적으로는 기타 압축장치에 의해 압축된 압축가스를 작동 회전자 유닛(300) 중의 압축가스 흡입공(480)을 통하여 작동 회전자 유닛(300) 중의 캐비티 내로 유도한 다음 작동 회전자 유닛(300)을 이용하여 작동시킴으로써 하나의 회전자 유닛으로 압축 작동을 실현할 수 있다.

도3 내지 도5에 도시된 바와 같이, 당해 실시예에서 가스공급장치(400)는 독립적인 부재가 아니라 공기압축 회전자 유닛(200)과 작동 회전자 유닛(300)에 분포되어 있으며, 총체적으로 볼때 가스공급장치(400)는, 흡입가스배관(420)과 연결되어 외부가스를 끌어들이는 가스입구(410)와; 공기압축 내부 회전자(240) 내에 설치되고, 흡기통로(421)를 통하여 가스입구(410)와 연통되며, 본체(100)에 상대하여 정지하여 있고, 공기압축 내부 회전자(240)와 동축이며, 함몰부분이 설치되어 있는 흡입가스배관(420)과; 흡입가스배관(420) 밖에 끼움설치되고, 예를 들면 스플라인을 통해 흡입가스배관(420)과 강성 연결되어 내부 회전자 흡기통로(250)의 단면 면적을 감소시켜 보다 많은 가스를 작동 회전자 유닛 내로 토출하며, 절개부가 형성되어 흡입가스배관(420) 상의 함몰부분과 함께 흡입가스배관 흡기통로(440)를 구성하고, 흡입가스배관 흡기통로(440)의 폭은 가장 많아서 두개의 내부 회전자 흡기통로(250)와 동시에 연통될 수 있도록 설정되며, 흡입가스배관 흡기통로(440)는 통상적으로 상기 캐비티의 용적이 작은 곳으로부터 커져가는 위치에 설치됨으로써 외부가스를 압력차에 의해 당해 흡입가스배관흡기통로를 통해 상기 캐비티 내로 유도하는 흡입가스배관 케이싱 튜브(430)와; 흡입가스배관(420) 상의 함몰부분과 흡입가스배관 케이싱 튜브(430) 중의 절개부로 구성된 가스 유도 통로로서 공기압축 회전자 유닛에서 1차적으로 압축된 가스를 작동 회전자 유닛 내로 수송하고, 상기 캐비티 중의 가스가 압축된 후 그 내부를 경과하여 인출되도록 통상적으로 상기 캐비티의 용적이 큰 곳으로부터 작아지는 위치에 설치되는 압축가스 배기공(450)을 포함한다.

당해 가스공급장치(400)는, 작동 내부 회전자(340) 내에 설치되고, 일단은 작동 본체 커버(120) 상에 고정되고 타단은 흡입가스배관(420)과 강성 연결되며, 작동 내부 회전자(340)와 동축으로 구성되고, 단부에는 배기관(470)이 설치되어 있으며, 내부에는 다수의 냉각 윤활유 통로(R3)를 설치할 수 있고, 상부는 중공을 이루어 가스 수송에 사용되며, 메인 배기공(461)과 소기공(462)가 설치되어 캐비티 중의 폐가스가 내부로 토출되고, 하부에는 축방향을 따라 점화플러그 장착모듈(370), 연료노즐(463), 소기시간 조절패널(380) 및 소기시간 조절축(390)이 설치되는 작동 가스배관(460)과; 작동 가스배관(460)과 연결되어 작동 가스배관(460) 중의 폐가스를 회전자 발동기 밖으로 토출하는 배기관(470)과; 축방향을 따라 작동 가스배관(460) 상에 설치되며, 구체적으로는 작동 가스배관(460)으로부터 함몰된 홈으로서 연료노즐(463)과 인접하고, 흡입가스배관(420) 및 흡입가스배관 케이싱 튜브(430) 중의 압축가스 배기공(450)과 항상 연통되어 공기압축 회전자 유닛에서 1차적으로 압축된 가스를 작동 내부 회전자(340)의 캐비티 내로 유도하며, 가스공급통로를 거친 압축가스를 상기 캐비티 내로 유도한 후 더욱 압축하기 위해 통상적으로 상기 캐비티의 용적이 최소치에 근접하는 위치에 설치되고, 상기 캐비티의 용적이 큰 곳으로부터 작아지는 위치에는 배기구(461)를 설치함으로써 상기 캐비티 내의 연소가스가 배기구(461)를 통하여 토출되도록 하는 압축가스 흡입공(480)을 더 포함한다.

도3 내지 도5에 도시된 바와 같이 동력출력장치(500)는, 공기압축 회전자 유닛(200)과 작동 회전자 유닛(300)의 하방에 설치되어 회전자 발동기에서 발생하는 동력을 출력하는 동력출력축(510)과; 작동 회전자 유닛에서 발생한 동력을 동력출력축(510)에 전달하는 동기화 기어(520, 530, 540)를 포함하고, 공기압축 외부 회전자 커버(210) 상의 기어 링(290)과 작동 외부 회전자 커버(310) 상의 기어 링(290)은 일정한 기어비에 따라 동력출력축(510) 상에 설치된 동기화 기어(520)와 각각 치합되며, 작동 내부 회전자 커버(330) 상의 동기화 기어(540)도 동력출력축(510) 상의 동기화 기어(530)와 치합되어 공기압축 내부 회전자(240)와 공기압축 외부 회전자(220) 사이 및 작동 내부 회전자(340)와 작동 외부 회전자(320) 사이의 마모를 감소할 수 있다.

이하, 도3 내지 도8g를 참조하여 회전자 발동기의 동작원리 및 동작과정을 상세히 설명한다.

회전자 발동기가 동작하기 시작하면 외부의 가스는 가스입구(410)로부터 흡입가스배관(420)을 거쳐 공기압축 회전자 유닛(200) 내로 흡입된다.

공기압축 내부 회전자(240)와 공기압축 외부 회전자(220)가 예를 들어 시계방향으로 회전함에 따라 흡입가스배관(420) 중의 가스는 흡입가스배관 흡기통로(440)와 내부 회전자 흡기통로(250)를 통해 공기압축 회전자 유닛의 캐비티(G, 도4에 도시된 좌측 캐비티를 예로 든다)에 들어간다. 즉, 공기압축 내부 회전자(240)가 회전함에 따라 흡입가스배관 흡기통로(440)와 내부 회전자 흡기통로(250)가 연통되면 공기압축 회전자 유닛의 좌측 캐비티(G)는 흡기통로(421)와 연통되므로 가스는 그와 연통된 공기압축 회전자 유닛의 좌측 캐비티(G) 내로 유입된다. 종래기술에 따른 회전자 발동기의 동작원리에 근거하면 공기압축 회전자 유닛의 좌측 캐비티(G)의 용적은 계속 증가하게 되고, 상응한 내부 회전자 흡기통로(250)는 여전히 흡입가스배관 흡기통로(440)와 연통될 것이며, 당해 캐비티(G)는 여전히 흡기상태에 처하게 된다. 이때, 도4에 도시된 바와 같이 상측 캐비티(G)의 용적은 최대치에 도달하고, 상응한 내부 회전자 흡기통로(250)는 흡입가스배관 흡기통로(440)와 연통되지 않으며, 우측의 캐비티(G)는 이때 압축상태에 처하고, 상응한 내부 회전자 흡기통로(250)도 흡입가스배관 흡기통로(440)와 연통되어 있지 않으며, 하측의 캐비티(G)의 용적은 최소치에 도달하고, 공기압축 내부 회전자와 공기압축 외부 회전자의 최하부의 아크면은 밀착된다. 즉, 당해 캐비티 중의 가스는 1차적으로 최소 용적으로 압축되며, 상응한 내부 회전자 흡기통로(250)도 흡입가스배관 흡기통로(440)와 연통되지 않는다. 공기압축 내부 회전자(240)와 공기압축 외부 회전자(220)가 계속 회전함에 따라 좌측 캐비티(G) 내의 가스는 압축되고, 상측의 캐비티(G)는 이때 우측으로 회전되며, 당해 캐비티(G)의 내부 회전자 흡기통로(250)가 압축가스 배기공(450)과 연통되면 공기압축 회전자 유닛에서 1차적으로 압축된 가스는 압축가스 배기공(450)을 통해 공기압축 회전자 유닛으로부터 토출된다. 공기압축 내부 회전자와 공기압축 외부 회전자가 계속 회전함에 따라 우측의 캐비티(G)는 하측으로 회전되고, 당해 캐비티(G) 중의 대부분 기체는 토출되며, 이때에도 당해 캐비티(G)의 내부 회전자 흡기통로(250)와 압축가스 배기공(450)은 연통되지 않는다. 즉, 캐비티(G)의 내부 회전자 흡기통로(250)는 공기압축 내부 회전자에 의해 밀폐되어 있다.

도8a 내지 도8g를 참조하여 도4 중의 최하측의 캐비티(G)를 예로 공기압축 회전자 유닛 중의 한 캐비티의 동작과정을 설명한다. 이때, 도8a에 도시된 바와 같이 당해 캐비티(G)의 내부 회전자 흡기통로(250)는 흡입가스배관 흡기통로(440)와 연통되지 않을 뿐만아니라 압축가스 배기공(450)과도 연통되지 않고, 이때의 캐비티(G)는 용적이 가장 작은 상태에 처하여 있으며, 당해 캐비티(G) 중의 가스는 거의 다 작동 회전자 유닛 내에 토출되어 있다. 공기압축 내부 회전자와 공기압축 외부 회전자가 회전하면 당해 캐비티(G)의 내부 회전자 흡기통로(250)는 흡입가스배관 흡기통로(440)와 연통되고, 외부가스는 흡입가스배관(420)을 통과하고 흡입가스배관 흡기통로(440)와 내부 회전자 흡기통로(250)를 거쳐 상기 캐비티(G)에 들어간다. 공기압축 내부 회전자와 공기압축 외부 회전자가 더욱 회전함에 따라 당해 캐비티(G)의 용적은 더욱 커져 더욱 많은 외부가스가 당해 캐비티(G)에 유입되는데, 여기서 당해 캐비티(G)의 내부 회전자 흡기통로(250)는 항상 흡입가스배관 흡기통로(440)와 연통되어 있다(도8b를 참조). 도8c에 도시된 바와 같이, 당해 캐비티(G)가 최상측에 도달할 때 당해 캐비티(G)의 용적이 최대치에 도달하며, 내부 회전자 흡기통로(250)는 흡입가스배관 흡기통로(440)와 연통되지 않는다. 도8d 및 도8e에 도시된 바와 같이, 공기압축 내부 회전자와 공기압축 외부 회전자가 더욱 회전하면 당해 캐비티(G)의 용적은 작아지기 시작하여 캐비티(G) 내의 가스는 압축되기 시작한다. 도8f 및 도8g에 도시된 바와 같이, 당해 캐비티(G)의 내부 회전자 흡기통로(250)와 압축 가스 배기공(450)이 연통되면 압축 가스 배기공(450)을 통해 가스 토출이 시작되는 바 캐비티(G) 내에서 1차적으로 압축된 가스는 압축 가스 배기공(450)을 통해 작동 회전자 유닛에 토출된다. 가령 당해 캐비티(G) 내의 공기압축 내부 회전자의 아크면과 공기압축 외부 회전자의 아크면이 밀착된다고 한정할 때, 당해 캐비티(G)의 내부 회전자 흡기통로(250)는 압축 가스 배기공(450)과 연통되지 않고, 당해 캐비티(G) 중의 가스는 기본상 남김없이 토출되며, 캐비티(G)는 이때 다시 도8a에 도시된 최소 용적의 상태에 처하게 되며, 당해 캐비티(G)도 1회의 흡기, 1차적 압축 및 배기과정을 완성한 것이다. 유사하게, 기타 3개의 캐비티도 동일한 과정을 수행한다.

상술한 설명으로부터 알다시피, 당해 실시예의 공기압축 회전자 유닛에 있어서 4개의 캐비티는 각각 흡기, 압축 및 토출 과정을 수행하며, 4개의 캐비티는 서로 간섭하지 않는다.

공기압축 회전자 유닛(200)이 동작하는 동시에 작동 회전자 유닛(300)도 동작한다.

공기압축 외부 회전자 커버(210) 상에 설치된 기어 링(290)과 작동 외부 회전자 커버(310) 상에 설치된 기어 링(290)은 각각 동기화 기어(520)와 치합되기에 공기압축 회전자 유닛과 작동 회전자 유닛은 동시에 회전한다. 공기압축 내부 회전자(240)와 작동 내부 회전자(340)의 위치는 같지 않은 바, 구체적으로 설명하면 공기압축 회전자 유닛 중의 공기압축 내부 회전자와 공기압축 외부 회전자의 아크면이 밀착될 때 작동 회전자 유닛 중의 작동 내부 회전자와 작동 외부 회전자 사이에는 여전히 일정한 각도가 형성되어 있다. 즉, 작동 내부 회전자와 작동 외부 회전자의 아크면이 밀착되지 않았다(도8a 하방의 작동 회전자 유닛에 도시된 것과 같음). 압축 가스 배기공(450)이 공기압축 내부 회전자(240)에 의해 밀폐될 때 압축 가스 흡입공(480)은 작동 내부 회전자(340)에 의해 완전히 밀폐되지 않는다. 즉, 상기 공기압축 회전자 유닛과 작동 회전자 유닛은 가스분배 각도차에 따라 연동된다.

도5 및 도8a 내지 도8g에 도시된 바와 같이, 압축 가스 흡입공(480)과 회전자 흡기/배기공(360)이 연통되면 1차적으로 압축된 가스는 압축 가스 흡입공(480) 및 회전자 흡기/배기공(360)을 통해 연료노즐(463)에서 분사된 연료기름과 함께 작동 회전자 유닛의 캐비티(G) 내로 유도되어 혼합되어 가연성 기체로 된다. 작동 내부 회전자와 작동 외부 회전자가 회전함에 따라 작동 회전자 유닛의 캐비티는 더욱 작아져 혼합가스는 압축된다. 캐비티(G)를 한정하는 작동 내부 회전자와 작동 외부 회전자의 아크면이 밀착되는 경우, 회전자 흡기/배기공(360)의 용적은 곧 캐비티(G)의 용적으로 되고, 이때 점화플러그를 통해 점화하며(또는 압축 착화), 혼합가스는 팽창하면서 일을 하기 시작하는데 이때 회전자 흡기/배기공(360)은 연소실로 사용되고; 팽창된 가스는 작동 내부 회전자와 작동 외부 회전자를 회전시키고, 작동 내부 회전자와 작동 외부 회전자 사이의 캐비티(G) 용적은 점차 커지며, 동시에 캐비티(G)의 회전자 흡기/배기공(360)은 작동가스배관(460)과 연통되지 않는다. 캐비티(G)의 용적이 최대치에 접근하면 메인 배기공(461)은 회전자 흡기/배기공(360)과 연통되기 시작하며, 캐비티(G) 중의 폐가스는 회전자 흡기/배기공(360)과 메인 배기공(461)을 통해 작동가스배관(460) 내로 토출된다. 그리고 이때, 최대용적에 접근하는 캐비티(G)의 우측 캐비티는 소기 과정을 수행하고, 당해 캐비티 내의 회전자 흡기/배기공(360)은 소기공(462) 및 압축 가스 흡입공(480)과 동시에 연통되며, 1차적으로 압축된 가스는 압축 가스 흡입공(480) 및 회전자 흡기/배기공(360)을 통해 당해 캐비티 내에 들어가는 동시에 당해 캐비티(G) 내의 완전히 토출되지 않은 폐가스는 소기공(462)을 통하여 작동가스배관(460) 중에 토출된다. 그리고, 소기공(462)의 크기는 회전자 발동기의 수요에 따라 소기시간 조절패널(380) 및 소기시간 조절축(390)을 이용하여 조절할 수 있는데, 이로써 혼합가스가 캐비티(G)에 유입되어 소기할 때의 소기 단락 가능성을 최대한 감소한다. 작동 내부 회전자가 소기공(462)이 회전자 흡기/배기공(360)과 연통되지 않는 위치까지 회전되면 혼합가스는 회전자 흡기/배기공(360)과 연통된 압축가스 흡입공(480)을 통해 여전히 당해 캐비티(G) 내로 유입되며, 캐비티(G)를 한정하는 작동 내부 회전자와 작동 외부 회전자의 아크면이 밀착될 때까지 더욱 압축된다.

도8a 내지 도8g를 참조하여 도5 중 최하측의 캐비티(G)를 예로 작동 회전자 유닛 중의 한 캐비티(G)의 작동 과정을 구체적으로 설명한다. 이때, 도8a에 도시된 바와 같이 압축가스 흡입공(480)과 당해 캐비티(G)의 회전자 흡기/배기공(360)은 연통되어 있으므로, 1차적으로 압축된 가스는 연료노즐(463)에 의해 분사된 연료기름과 함께 당해 캐비티(G) 내에 유입되며 혼합되어 가연성 기체로 된다. 작동 내부 회전자와 작동 외부 회전자가 회전함에 따라 당해 캐비티(G) 중의 혼합가스는 더욱 압축된다. 도8b에 도시된 바와 같이, 당해 캐비티(G)를 한정하는 작동 내부 회전자와 작동 외부 회전자의 아크면이 밀착될 때, 회전자 흡기/배기공(360)의 용적은 곧 당해 캐비티(G)의 용적으로 되고, 회전자 흡기/배기공(360)은 연소실로 사용되며, 이때 점화플러그(371)에 의해 점화되는데, 점화플러그(371)가 당해 캐비티(G)의 중간에 위치하기에 당해 캐비티 내의 혼합가스가 충분히 점화될 수 있게 한다. 다음에는 도8c에 도시된 바와 같이 혼합가스가 팽창되어 작동하고, 당해 캐비티(G)의 용적이 커지며, 당해 캐비티(G)의 회전자 흡기/배기공(360)은 작동가스배관(460)과 연통되지 않는다. 도8d에 도시된 바와 같이, 당해 캐비티(G)의 용적이 작동 내부 회전자 및 작동 외부 회전자의 회전에 따라 최대치에 접근하면 메인 배기공(461)은 당해 캐비티의 회전자 흡기/배기공(360)과 연통되고, 당해 캐비티(G) 중의 폐가스는 작동가스배관(460) 내에 토출되며, 배기관(470)을 통하여 회전자 발동기 밖으로 토출된다. 도8e에 도시된 바와 같이, 작동 내부 회전자 및 작동 외부 회전자의 회전에 따라 소기공(462)과 당해 캐비티(G)의 회전자 흡기/배기공(360)은 연통되고, 당해 캐비티(G) 중의 폐가스는 메인 배기공(461)과 소기공(462)을 통해 동시에 작동가스배관(460) 내에 토출된다. 도8f에 도시된 바와 같이, 메인 배기공(461)이 당해 캐비티(G)의 회전자 흡기/배기공(360)과 연통되지 않을 경우, 압축가스 흡입공(480)은 당해 캐비티(G)의 회전자 흡기/배기공(360)과 연통되고, 공기압축 회전자 유닛에서 1차적으로 압축된 가스는 압축가스 흡입공(480)을 통해 당해 캐비티(G) 내에 유입되며, 동시에 연료기름과 1차적으로 압축된 가스가 함께 당해 캐비티(G) 내에 유입되어 혼합가스를 형성하도록 연료노즐(463)은 연료기름을 분사하기 시작한다. 이때, 당해 캐비티(G) 중의 완전히 토출되지 않은 폐가스를 더욱 토출하기 위하여 혼합가스를 이용하여 당해 캐비티(G)를 소기한다. 소기 단락을 방지하기 위해서는 소기시간 조절패널(380)과 소기시간 조절축(390)을 이용하여 회전자 발동기의 수요에 따라 소기공(462)의 크기를 조절함으로써 혼합가스가 캐비티(G)에 유입되어 소기할 때의 소기 단락 가능성을 최대한 감소할 수 있다. 작동 내부 회전자와 작동 외부 회전자의 회전에 따라 도8g에 도시된 바와 같이 소기공(462)은 회전자 흡기/배기공(360)과 연통되지 않지만 압축가스 흡입공(480)은 여전히 회전자 흡기/배기공(360)과 연통되며, 1차적으로 압축된 가스가 계속 당해 캐비티(G) 내로 유입되는 동시에 당해 캐비티(G)의 용적은 감소되어 캐비티(G) 내의 혼합가스는 더욱 압축된다(도8a를 참조). 따라서, 작동 회전자 유닛 중의 당해 캐비티는 1차의 작동을 완성하였다.

당해 실시예의 작동 회전자 유닛에는 4개의 캐비티가 존재하는데, 한 캐비티 내에서 흡기, 압축, 작동이 수행되는 동시에 기타 3개의 캐비티도 제각기 상술한 과정을 수행하며, 4개의 캐비티는 서로 간섭하지 않고 호상 독립적으로 혼합가스 흡입, 압축, 점화, 작동 및 배기 과정을 수행한다. 작동 회전자 유닛의 동력은 동력 출력축을 통해 전달되어 나간다.

상술한 내용을 종합하면 알 수 있는 바, 공기압축 회전자 유닛은 외부로부터 가스를 흡입한 후 내부 회전자 및 외부 회전자 사이의 상호운동을 통하여 가스를 압축하여 흡기 및 압축 과정을 실현할 수 있다. 공기압축 회전자 유닛의 이런 기능을 감안하면 상기 공기압축 회전자 유닛은 단독적으로 가스 압축펌프로 사용될 수 있으며, 이때 상기 공기압축 회전자 유닛의 외부 회전자와 내부 회전자는 기어 동력 전달 기구에 의해 하나의 축에 연결될 수 있다.

회전자 발동기에서 작동 회전자 유닛에 유입되는 것은 1차적으로 압축된 가스이므로 공기압축 회전자 유닛을 연결하는 이외에도 작동 회전자 유닛은 가스를 압축할 수 있는 모든 가능한 기구를 연결할 수 있다. 즉, 회전자 발동기에는 상기 작동 회전자 유닛만 구비될 수 있고, 공기압축 회전자 유닛은 기타 가스압축기구에 의해 대체될 수 있다.

그리고, 작동 회전자 유닛은 하나에만 한정되는 것이 아니라 동시에 여러개의 작동 회전자 유닛을 구비하여 더욱 높은 동력 출력을 실현할 수도 있다. 다수의 작동 회전자 유닛을 구비한 회전자 발동기에서는 상기 실시예 중의 가스공급장치를 이용하여 다수의 작동 회전자 유닛에 동시에 압축가스를 공급할 수 있다.

그러므로, 본 발명의 회전자 발동기는 종래의 2행정 발동기 또는 4행정 발동기와 다른 바, 공기압축 회전자 유닛 중의 4개의 캐비티와 작동 회전자 유닛 중의 4개의 캐비티는 서로 간섭함이 없이 흡기, 압축, 점화, 작동 및 배기 과정을 수행한다. 그러나 본 발명의 공기압축 회전자 유닛과 작동 회전자 유닛은 4개의 캐비티를 구비하는 것에 한정되지 않는 바, 본 발명의 사상은 보다 많거나 적은 캐비티를 구비하는 경우에도 적용된다. 본 발명의 회전자 발동기는 일정한 각도차에 따라 강성 연결된 2대의 동일 방향 회전 펌프에 의해 복합 동작 행정이 형성된다. 즉, 2대의 펌프는 한바퀴 회전할 때 제각기 같지 않은 동작행정을 수행하는데, 종래의 4행정 발동기와 근접한 흡기/배기효율, 작은 기름소모량, 작은 오염량 및 종래 2행정 발동기의 고출력특성을 구비하고 2행정 발동기의 혼합가스 소기 단락 현상을 해결하여 혼합가스의 낭비를 대폭 감소하였으며, 나아가 환경오염을 감소하였다.

본 발명의 특수한 구조설계로서 작동 회전자 유닛 내의 회전자 흡기/배기공(360)은 가연성 기체의 압축이 완료되고 점화플러그가 점화하여 작동할 때 작동 회전자 유닛의 내, 외부 회전자와 함께 종래의 3각 회전자 발동기보다 표면적/체적의 비가 더욱 작고 혼합가스의 연소에 더욱 유리한 밀폐 연소실을 형성하므로 연소효율을 제고하였고, 동시에 더욱 높은 압축비는 당해 회전자 발동기가 디젤유, 알콜 등 더욱 많은 연료를 사용할 수 있게 하며, 변경할 것은 다만 점화플러그를 고압 기름펌프로 대체하는 것 뿐이다.

본 발명의 모든 운동부재는 모두 무편심 회전운동을 하므로 진동을 대폭 감소할 수 있으며, 출력중량비, 리터당 출력 및 출력토크를 제고할 수 있다. 예를 들면 본 발명 실시예에서 언급한 내부 회전자는 한바퀴 회전하면 4번 작동하는데 종래의 8-실린더, 4-행정 발동기에 맞먹으며, 체적이 작고 무게가 가벼우며 출력이 크기에 발동기의 응용범위를 대폭 증가하였다.

비록 본 발명의 바람직한 특정 실시예를 참조하여 본 발명을 도시하고 설명하였으나, 해당 분야의 당업자라면 청구항에서 한정한 본 발명의 사상과 범위를 일탈함이 없이 본 발명에 대해 형식 및 세부상의 다양한 변경을 진행할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims

회전자 발동기에 있어서,
본체에 설치된 공기압축 회전자 유닛 및 당해 공기압축 회전자 유닛과 연동하는 작동 회전자 유닛을 포함하되,
상기 공기압축 회전자 유닛은 외부 회전자 및 당해 외부 회전자 내에 편심되게 설치된 내부 회전자를 포함하고, 외부가스를 흡입하는 가스흡입구와 압축가스를 인출하는 가스유도구가 설치되며, 상기 외부 회전자의 내주면에는 다수의 돌출된 아크면으로 구성된 내부 투스를 형성시키고, 상기 내부 회전자의 외주면에는 다수의 오목한 아크면으로 구성된 외부 투스를 형성시켜 상기 외부 투스의 인접한 두 투스 선단 각각이 상기 내부 투스의 표면과 접촉되도록 하여 다수의 상대적으로 독립된 캐비티를 형성함으로써 상기 내부 투스와 외부 투스의 치합, 분리 과정을 통하여 상기 각 캐비티의 용적을 변화시켜 상기 공기압축 회전자 유닛의 흡기, 압축 행정을 실현하며;
상기 작동 회전자 유닛은 외부 회전자 및 당해 외부 회전자 내에 편심되게 설치된 내부 회전자를 포함하고, 상기 공기압축 회전자 유닛으로부터 인출된 압축가스를 도입하는 가스공급구, 연료를 공급하는 연료공급장치 및 연소가스를 토출하는 배기구가 설치되며, 상기 외부 회전자의 내주면에는 다수의 돌출된 아크면으로 구성된 내부 투스를 형성시키고, 내부 회전자의 외주면에는 다수의 오목한 아크면으로 구성된 외부 투스를 형성시켜 상기 외부 투스의 인접한 두 투스 선단 각각이 상기 내부 투스의 표면과 접촉되도록 하여 다수의 상대적으로 독립된 캐비티를 형성함으로써 상기 내부 투스와 외부 투스의 치합, 분리 과정을 통하여 상기 각 캐비티의 용적을 변화시켜 상기 작동 회전자 유닛의 작동, 배기 행정을 실현하고,
상기 공기압축 회전자 유닛의 가스흡입구와 가스유도구는 각각 상기 공기압축 회전자 유닛의 내부 회전자의 중공축에 설치되고, 상기 공기압축 회전자 유닛의 내부 회전자의 각 오목한 아크면 상에는 모두 개구가 형성되어 있어 상기 공기압축 회전자 유닛의 내부 회전자가 당해 중공축을 중심으로 회전할 때 당해 개구는 각각 상기 가스흡입구 및 가스유도구와 연통되고,
상기 작동 회전자 유닛의 가스공급구와 배기구는 각각 상기 작동 회전자 유닛의 내부 회전자의 중공축에 설치되고, 상기 작동 회전자 유닛의 내부 회전자의 각 오목한 아크면 상에는 모두 개구가 형성되어 있어 상기 작동 회전자 유닛의 내부 회전자가 당해 중공축을 중심으로 회전할 때 당해 개구는 각각 상기 가스공급구 및 배기구와 연통되는 것을 특징으로 하는 회전자 발동기.
제1항에 있어서,
상기 공기압축 회전자 유닛과 작동 회전자 유닛은 가스분배 각도차에 따라 연동되는 것을 특징으로 하는 회전자 발동기.
제2항에 있어서,
상기 공기압축 회전자 유닛 및 작동 회전자 유닛의 외부 회전자와 내부 회전자는 기어 동력전달 기구를 통해 상기 본체에 설치된 동력 출력축과 각각 연결된 것을 특징으로 하는 회전자 발동기.
제2항에 있어서,
상기 공기압축 회전자 유닛의 내부 회전자와 상기 작동 회전자 유닛의 내부 회전자는 강성 연결되는 것을 특징으로 하는 회전자 발동기.
제1항에 있어서,
상기 내부 회전자 외부 투스의 투스 선단과 상기 외부 회전자 내부 투스 표면 사이의 밀폐성을 강화하기 위하여 상기 공기압축 회전자 유닛 및 작동 회전자 유닛 중의 각 내부 회전자의 인접한 두 오목한 아크면 사이에 형성된 돌출부위에는 모두 베인이 설치되는 것을 특징으로 하는 회전자 발동기.
제5항에 있어서,
상기 베인은 내부 회전자의 반경방향을 따라 설치되는 것을 특징으로 하는 회전자 발동기.
제5항에 있어서,
상기 베인은 탄성적으로 설치되는 것을 특징으로 하는 회전자 발동기.
제1항에 있어서,
상기 공기압축 회전자 유닛의 상기 가스흡입구와 가스유도구는 각각 당해 중공축 내에 설치된 외부가스가 유입되는 흡기통로와 압축가스가 인출되는 가스유도통로에 연결되는 것을 특징으로 하는 회전자 발동기.
제8항에 있어서,
상기 가스흡입구는 외부가스를 압력차에 의해 당해 가스흡입구를 통해 상기 캐비티 내로 유도하기 위하여 상기 캐비티의 용적이 작은 곳으로부터 커져가는 위치에 설치되고, 상기 가스유도구는 상기 캐비티 중의 가스가 압축된 후 당해 가스유도구를 통해 인출되도록 상기 캐비티의 용적이 큰 곳으로부터 작아지는 위치에 설치되는 것을 특징으로 하는 회전자 발동기.
제1항에 있어서,
상기 작동 회전자 유닛의 상기 가스공급구와 배기구는 각각 당해 중공축 내에 설치된 압축가스가 유입되는 가스공급통로와 연소가스가 토출되는 배기통로에 연결되는 것을 특징으로 하는 회전자 발동기.
제10항에 있어서,
상기 가스공급구는 가스공급통로를 경과한 압축가스를 상기 캐비티 내로 유도한 후 더욱 압축하기 위하여 상기 캐비티의 용적이 최소치에 접근하는 위치에 설치되고, 상기 배기구는 상기 캐비티 중의 연소가스가 당해 배기구를 통해 토출되도록 상기 캐비티의 용적이 큰 곳으로부터 작아지는 위치에 설치되는 것을 특징으로 하는 회전자 발동기.
제11항에 있어서,
상기 캐비티 중의 압축가스가 압축되어 최대압력에 도달할 때 연료와의 반응에 의한 연소가스가 상기 캐비티의 용적이 점차 확장되는 방향으로 팽창하도록 중공축 상에서 상기 가스공급구에 접근한 위치에 상기 연료공급장치가 별도로 설치되는 것을 특징으로 하는 회전자 발동기.
제12항에 있어서,
상기 연료공급장치는 연료노즐을 포함하는 것을 특징으로 하는 회전자 발동기.
제13항에 있어서,
상기 연료공급장치는 점화플러그를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 회전자 발동기.
제11항에 있어서,
중공축 상에서 상기 배기구와 인접된 위치에 소기구가 설치되되, 당해 소기구는 상기 중공축 내에 별도로 구비된 소기통로와 연결되어 있어 상기 내부 회전자 상에 설치된 개구가 당해 소기구와 연통될 때 완전히 토출되지 않은 연소가스를 당해 소기통로를 통해 토출하는 것을 특징으로 하는 회전자 발동기.
제15항에 있어서,
상기 소기구에는 상기 작동 회전자 유닛의 운행속도에 따라 당해 소기구의 가스토출량을 실시간으로 조절하는 소기시간 조절패널이 설치되는 것을 특징으로 하는 회전자 발동기.
제1항 내지 제16항 중 임의의 한 항에 있어서,
상기 공기압축 회전자 유닛 및 작동 회전자 유닛의 각 외부 회전자 내주면에는 5개의 돌출된 아크면으로 구성된 내부 투스가 각각 형성되고, 상기 외부 회전자 내에 편심되게 각각 설치된 내부 회전자의 외주면에는 4개의 오목한 아크면으로 구성된 외부 투스가 각각 형성된 것을 특징으로 하는 회전자 발동기.
제17항에 있어서,
상기 공기압축 회전자 유닛과 작동 회전자 유닛은 직렬방식으로 상기 본체 내에 설치되되, 당해 본체는 공기압축 본체 커버, 작동 본체 커버 및 공기압축 본체 커버와 작동 본체 커버 상에 연결된 몸체부를 포함하는 것을 특징으로 하는 회전자 발동기.
제18항에 있어서,
상기 본체는 상기 공기압축 회전자 유닛의 외부 회전자와 내부 회전자 상에 각각 강성 연결된 외부 회전자 커버와 내부 회전자 커버; 및 상기 작동 회전자 유닛의 외부 회전자와 내부 회전자 상에 강성 연결된 외부 회전자 커버와 내부 회전자 커버를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 회전자 발동기.
제19항에 있어서,
상기 공기압축 회전자 유닛의 내부 회전자와 상기 작동 회전자 유닛의 내부 회전자는 상기 본체에 각각 설치된 중공축을 중심으로 회전하고, 상기 공기압축 회전자 유닛의 중공축은 상기 작동 회전자 유닛의 중공축과 서로 연결되는 것을 특징으로 하는 회전자 발동기.
제20항에 있어서,
상기 공기압축 회전자 유닛과 작동 회전자 유닛에 각각 연결된 동력출력축은 상기 본체의 하방에 설치되는 것을 특징으로 하는 회전자 발동기.
제19항에 있어서,
상기 공기압축 회전자 유닛, 작동 회전자 유닛의 각 내부 회전자와 외부 회전자 내부에는 모두 냉각 윤활액 통로가 설치되되, 각 외부 회자 커버, 내부 회전자 커버 상의 냉각 윤활액 통로와 매칭되는 것을 특징으로 하는 회전자 발동기.
제17항에 있어서,
상기 본체 내에는 병렬방식으로 구성된 다수의 회전자 유닛 그룹이 설치되되, 각 회전자 유닛 그룹은 상기 공기압축 회전자 유닛과 작동 회전자 유닛으로 구성되는 것을 특징으로 하는 회전자 발동기.
본체에 설치된 공기압축 회전자 유닛에 있어서,
외부 회전자 및 당해 외부 회전자 내에 편심되게 설치된 내부 회전자를 포함하고, 외부가스를 흡입하는 가스흡입구와 압축가스를 인출하는 가스유도구가 설치되며, 상기 외부 회전자의 내주면에는 다수의 돌출된 아크면으로 구성된 내부 투스를 형성시키고, 상기 내부 회전자의 외주면에는 다수의 오목한 아크면으로 구성된 외부 투스를 형성시켜 상기 외부 투스의 인접한 두 투스 선단 각각이 내부 투스의 표면과 접촉되도록 하여 다수의 상대적으로 독립된 캐비티를 형성함으로써 상기 내부 투스와 외부 투스의 치합, 분리 과정을 통하여 상기 각 캐비티의 용적을 변화시켜 상기 공기압축 회전자 유닛의 흡기, 압축 및 배기를 실현하고,
상기 공기압축 회전자 유닛의 가스흡입구와 가스유도구는 각각 상기 공기압축 회전자 유닛의 내부 회전자의 중공축에 설치되고, 상기 공기압축 회전자 유닛의 내부 회전자의 각 오목한 아크면 상에는 모두 개구가 형성되어 있어 상기 공기압축 회전자 유닛의 내부 회전자가 당해 중공축을 중심으로 회전할 때 당해 개구는 각각 상기 가스흡입구 및 가스유도구와 연통되는 공기압축 회전자 유닛.
제24항에 있어서,
상기 외부 회전자와 내부 회전자는 기어 동력전달 기구를 통하여 하나의 축에 연결되는 것을 특징으로 하는 공기압축 회전자 유닛.
제24항에 있어서,
상기 내부 회전자의 각 인접한 두개의 오목한 아크면 사이에 형성된 돌출부위마다 상기 내부 회전자 외부 투스의 투스 선단과 상기 외부 회전자 내부 투스 표면 사이의 밀폐성을 강화하기 위한 베인이 설치되는 것을 특징으로 하는 공기압축 회전자 유닛.
제24항에 있어서,
상기 가스흡입구와 가스유도구는 각각 상기 내부 회전자의 중공축에 설치되고, 상기 가스흡입구와 가스유도구는 각각 당해 중공축 내에 설치된 외부가스가 유입되는 흡기통로와 압축가스가 인출되는 가스유도통로에 연결되며, 상기 내부 회전자의 각 오목한 아크면 상에는 모두 개구가 형성되어 있어 상기 내부 회전자가 당해 중공축을 중심으로 회전할 때 당해 개구는 각각 상기 가스흡입구 및 가스유도구와 연통되는 것을 특징으로 하는 공기압축 회전자 유닛.
제27항에 있어서,
상기 가스흡입구는 외부가스를 압력차에 의해 당해 가스흡입구를 통해 상기 캐비티 내로 유도하기 위하여 상기 캐비티의 용적이 작은 곳으로부터 커져가는 위치에 설치되고, 상기 가스유도구는 상기 캐비티 중의 가스가 압축된 후 당해 가스유도구를 통해 인출되도록 상기 캐비티의 용적이 큰 곳으로부터 작아지는 위치에 설치되는 것을 특징으로 하는 공기압축 회전자 유닛.
제24항 내지 제28항 중 임의의 한 항에 있어서,
상기 외부 회전자 내주면에는 5개의 돌출된 아크면으로 구성된 내부 투스가 형성되고, 상기 외부 회전자 내에 편심되게 설치된 내부 회전자의 외주면에는 4개의 오목한 아크면으로 구성된 외부 투스가 형성된 것을 특징으로 하는 공기압축 회전자 유닛.
본체에 설치된 작동 회전자 유닛에 있어서,
외부 회전자 및 당해 외부 회전자 내에 편심되게 설치된 내부 회전자를 포함하고, 압축가스를 도입하는 가스공급구, 연료를 공급하는 연료공급장치 및 연소가스를 토출하는 배기구가 설치되며, 상기 외부 회전자의 내주면에는 다수의 돌출된 아크면으로 구성된 내부 투스를 형성시키고, 상기 내부 회전자의 외주면에는 다수의 오목한 아크면으로 구성된 외부 투스를 형성시켜 상기 외부 투스의 인접한 두 투스 선단 각각이 상기 내부 투스의 표면과 접촉되도록 하여 다수의 상대적으로 독립된 캐비티를 형성함으로써 상기 내부 투스와 외부 투스의 치합, 분리 과정을 통하여 상기 각 캐비티의 용적을 변화시켜 상기 작동 회전자 유닛의 작동 및 배기를 실현하고,
상기 작동 회전자 유닛의 가스공급구와 배기구는 각각 상기 작동 회전자 유닛의 내부 회전자의 중공축에 설치되고, 상기 작동 회전자 유닛의 내부 회전자의 각 오목한 아크면 상에는 모두 개구가 형성되어 있어 상기 작동 회전자 유닛의 내부 회전자가 당해 중공축을 중심으로 회전할 때 당해 개구는 각각 상기 가스공급구 및 배기구와 연통되는 작동 회전자 유닛.
제30항에 있어서,
상기 외부 회전자와 내부 회전자는 기어 동력전달 기구를 통해 동력출력축에 연결되는 것을 특징으로 하는 작동 회전자 유닛.
제30항에 있어서,
상기 내부 회전자 외부 투스의 투스 선단과 상기 외부 회전자 내부 투스 표면 사이의 밀폐성을 강화하기 위하여 상기 내부 회전자의 인접한 두 오목한 아크면 사이에 형성된 돌출부위에는 모두 베인이 설치되는 것을 특징으로 하는 작동 회전자 유닛.
제30항에 있어서,
상기 가스공급구와 배기구는 각각 상기 내부 회전자의 중공축에 설치되고, 당해 가스공급구와 배기구는 각각 상기 중공축 내에 설치된 압축가스가 유입되는 가스공급통로와 연소가스가 토출되는 배기통로에 연결되며, 상기 내부 회전자의 각 오목한 아크면 상에는 모두 개구가 형성되어 있어 상기 내부 회전자가 당해 중공축을 중심으로 회전할 때 당해 개구는 각각 상기 가스공급구 및 배기구와 연통되는 것을 특징으로 하는 작동 회전자 유닛.
제33항에 있어서,
상기 가스공급구는 가스공급통로를 경과한 압축가스를 상기 캐비티 내로 유도한 후 더욱 압축하기 위하여 상기 캐비티의 용적이 최소치에 접근하는 위치에 설치되고, 상기 배기구는 상기 캐비티 중의 연소가스가 당해 배기구를 통해 토출되도록 상기 캐비티의 용적이 큰 곳으로부터 작아지는 위치에 설치되는 것을 특징으로 하는 작동 회전자 유닛.
제34항에 있어서,
상기 캐비티 중의 압축가스가 압축되어 최대압력에 도달할 때 연료와의 반응에 의한 연소가스가 상기 캐비티의 용적이 점차 확장되는 방향으로 팽창하도록 중공축 상에서 상기 가스공급구에 접근한 위치에 상기 연료공급장치가 별도로 설치되는 것을 특징으로 하는 작동 회전자 유닛.
제34항에 있어서,
중공축 상에서 상기 배기구와 인접된 위치에 소기구가 설치되되, 당해 소기구는 상기 중공축 내에 별도로 구비된 소기통로와 연결되어 있어 상기 내부 회전자 상에 설치된 개구가 당해 소기구와 연통될 때 완전히 토출되지 않은 연소가스를 당해 소기통로를 통해 토출하는 것을 특징으로 하는 작동 회전자 유닛.
제36항에 있어서,
상기 소기구에는 상기 작동 회전자 유닛의 운행속도에 따라 당해 소기구의 가스토출량을 실시간으로 조절하는 소기시간 조절패널이 설치되는 것을 특징으로 하는 작동 회전자 유닛.
제30항 내지 제37항 중 임의의 한 항에 있어서,
상기 외부 회전자 내주면에는 5개의 돌출된 아크면으로 구성된 내부 투스가 형성되고, 당해 외부 회전자 내에 편심되게 설치된 내부 회전자의 외주면에는 4개의 오목한 아크면으로 구성된 외부 투스가 형성된 것을 특징으로 하는 작동 회전자 유닛.
회전자 발동기에 있어서,
발동기 본체에 설치된 적어도 하나의 작동 회전자 유닛과, 당해 작동 회전자 유닛에 적합하도록 배치되어 압축가스를 공급하는 가스공급유닛을 포함하되,
상기 작동 회전자 유닛은 외부 회전자와 당해 외부 회전자 내에 편심되게 설치된 내부 회전자를 포함하고, 압축가스를 도입하는 가스공급구, 연료를 공급하는 연료공급장치 및 연소가스를 토출하는 배기구가 설치되며,
상기 외부 회전자의 내주면에는 다수의 돌출된 아크면으로 구성된 내부 투스를 형성시키고, 상기 내부 회전자의 외주면에는 다수의 오목한 아크면으로 구성된 외부 투스를 형성시켜 상기 외부 투스의 인접한 두 투스 선단 각각이 상기 내부 투스의 표면과 접촉되도록 하여 다수의 상대적으로 독립된 캐비티를 형성함으로써 상기 내부 투스와 외부 투스의 치합, 분리 과정을 통하여 상기 각 캐비티의 용적을 변화시켜 상기 작동 회전자 유닛의 작동 및 배기 행정을 실현하고,
상기 작동 회전자 유닛의 가스공급구와 배기구는 각각 상기 작동 회전자 유닛의 내부 회전자의 중공축에 설치되고, 상기 작동 회전자 유닛의 내부 회전자의 각 오목한 아크면 상에는 모두 개구가 형성되어 있어 상기 작동 회전자 유닛의 내부 회전자가 당해 중공축을 중심으로 회전할 때 당해 개구는 각각 상기 가스공급구 및 배기구와 연통되는 것을 특징으로 하는 회전자 발동기.
제39항에 있어서, 상기 가스공급유닛은 적어도 제24항 내지 제28항 중 임의의 한 항에 기재된 공기압축 회전자 유닛인 것을 특징으로 하는 회전자 발동기.